JP2001135979A - 電磁波防止プラスチック材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁波シールド特性に優れた銅を高い生産性
で成膜する真空工法を用いて、密着性および耐食性に優
れた被膜をプラスチック成形品表面に形成した低コスト
の電磁波防止プラスチック材、およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】 本発明のプラスチック材は、プラスチッ
ク成形品、該成形品の表面に形成されている銅の第１層
被膜、および該第１層被膜の表面に形成されているＳｎ
−Ｃｕ合金の第２層被膜を有する。また、本発明の製造
方法は、プラスチック成形品の表面を前処理する第１工
程、前処理済みの該成形品の表面に銅の第１層被膜を真
空成膜法で形成する第２工程、および該第１層被膜の表
面に上記第２層被膜を真空成膜法で形成する第３工程か
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密着性、電磁波シ
ールド特性および耐食性に優れた銅の薄膜がプラスチッ
ク成形品（以下「成形品」という）の表面に形成された
電磁波防止プラスチック材およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パソコン、携帯電話などの電
気・電子機器には種々の電磁波シールド処理が施されて
きた。電磁波シールド処理を施すために、成形品の中に
導電性金属を混入したり、成形品の表面に導電性塗料を
塗布したり、湿式メッキ法や真空工法により金属薄膜を
該表面に形成する方法が知られている。

【０００３】（１）湿式メッキ法により成膜する方法 従来、湿式メッキ法による成膜では、無電解メッキ法が
用いられている。この方法では、エッチング、触媒付加
などの前処理が行われるため、成形品と金属薄膜との密
着力は強固であるが、次の（ａ）〜（ｃ）の問題があ
る。すなわち、（ａ）廃液処理が必要である、（ｂ）メ
ッキ時間が長く、量産性に難がある、（ｃ）成形品の両
面にメッキしないように、塗装やマスキングなどを片面
に施す必要があり、コスト上昇の原因になっている。

【０００４】（２）真空工法により成膜する方法 従来、真空工法による成膜では、アルミニウムを厚膜に
成膜する方法や、銅・ニッケル・チタンなどの導電性・
耐食性金属を成膜する方法が一般的である。真空工法は
他の方法に比べて生産性が高い。なお、ニッケル・チタ
ンなどの銅以外の導電性・耐食性金属は、次の（ａ）〜
（ｃ）の短所がある。すなわち、（ａ）成膜速度が銅に
比べて遅く、生産性に劣る、（ｂ）原料コストが銅に比
べて高い、（ｃ）蒸発温度が高いために、蒸発源からの
輻射熱で成形品が変形する恐れがある。

【０００５】真空工法により銅を成膜する方法は、例え
ば特開平６−１５７７９７号公報や特開平７−３５４９
７号公報で提案されている。すなわち、特開平６−１５
７７９７号公報では、厚さ０．７〜５．０μｍのＣｕ膜
と、厚さ０．０５〜２．０μｍのＳｎ膜とを順次、高周
波励起プラズマにより成形品の一面に形成する。また、
特開平７−３５４９７号公報では、厚さ０．７μｍ以上
のＣｕ膜と、厚さ０．１μｍ以上のＳｎ−Ａｇ膜とを順
次、高周波励起プラズマにより成形品の一面に形成す
る。

【０００６】しかしながら、上記公報で提案されている
方法では、次の（ａ）〜（ｃ）のような問題を抱えてい
る。すなわち、（ａ）Ｓｎ膜が柱状化または針状化しや
すいため、耐食性が劣る、（ｂ）真空蒸着法により成膜
するとＣｕ膜とＳｎ膜との密着が悪くなるため、真空蒸
着法を用いることができない（以上、特開平６−１５７
７９７号公報）、（ｃ）上記Ｓｎ膜の問題は解決される
が、Ｓｎ膜にＡｇを含ませるためコストが高くなる（特
開平７−３５４９７号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、電磁波シールド特性に優れた銅を高い生産性で成
膜する真空蒸着法などの真空工法を用いて、密着性およ
び耐食性に優れた被膜を成形品表面に形成した低コスト
の電磁波防止プラスチック材、およびその製造方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１（第１発
明）の電磁波防止プラスチック材は、成形品、該成形品
の表面に形成されている銅の第１層被膜、および該第１
層被膜の表面に形成されているＳｎ−Ｃｕ合金の第２層
被膜を有する。

【０００９】第１発明の好ましい態様は、次の（１）〜
（３）の通りである。

【００１０】（１）第１層被膜は、膜厚が０．５〜５μ
ｍである。

【００１１】（２）第２層被膜は、Ｃｕ組成が１〜３０
重量％である。

【００１２】（３）第２層被膜は、膜厚が０．２〜５μ
ｍである。

【００１３】また、本発明の第２（第２発明）の電磁波
防止プラスチック材の製造方法は、第１発明を製造する
方法であり、成形品の表面を前処理する第１工程、前処
理済み成形品の表面に銅の第１層被膜を真空成膜法で形
成する第２工程、および該第１層被膜の表面にＳｎ−Ｃ
ｕ合金の第２層被膜を真空成膜法で形成する第３工程か
らなる。

【００１４】第２発明において、第２工程または第３工
程の真空成膜法は、真空蒸着法、イオンプレーティング
法などを採用することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（１）電磁波防止プラスチック材 （ａ）成形品 本発明の電磁波防止プラスチック材を構成する成形品の
材料には、電気・電子機器などに多く用いられている、
ＡＢＳ、ＡＢＳとポリカーボネイト（ＰＣ）との混合物
（ＡＢＳ／ＰＣ）、ＰＣなどの樹脂が挙げられる。

【００１６】（ｂ）第１層被膜 第１層被膜は、優れた導電性・電磁波シールド特性・密
着性・耐食性を有し、かつ安価な銅の薄膜であり、成形
品表面に形成されている。

【００１７】第１層被膜の膜厚は、厚い方が抵抗値がよ
り低くなりより優れた電磁波シールド特性を示すが、
０．５〜５μｍが好ましい。５μｍを超えて厚くする
と、電磁波シールド特性がほとんどバルク材に近くなっ
てより以上に向上せず、生産性・経済性が劣っていく。
一方、第１層被膜の膜厚が０．５μｍ未満では、十分な
電磁波シールド特性が得られない。

【００１８】（ｃ）第２層被膜 第１層被膜（銅薄膜）の耐食性を向上させるために、第
１層被膜を保護する第２層被膜（保護膜）であるＳｎ−
Ｃｕ合金薄膜を該第１層被膜上に形成する。第２層被膜
が第１層被膜の保護膜となるのは、Ｓｎに添加した第２
層被膜中のＣｕが第１層被膜と第２層被膜との密着性を
向上させるとともに、第２層被膜中のＳｎの柱状化・針
状化を抑制して耐食性を向上させるためであると考えら
れる。

【００１９】第２層被膜であるＳｎ−Ｃｕ合金薄膜は、
Ｃｕ組成が１〜３０重量％であるのが好ましい。Ｃｕ組
成が１重量％未満では第１層被膜と第２層被膜との密着
性が不十分であり、一方、３０重量％を超えると耐食性
が悪くなる。

【００２０】また、第２層被膜の膜厚は、０．２〜５μ
ｍが好ましい。０．２μｍ未満では、十分な耐食性向上
が得られない。一方、５μｍを超えると、生産性・経済
性の面で不利である。

【００２１】（２）電磁波防止プラスチック材の製造方
法 （ａ）成形品の前処理 超音波洗浄、プライマー塗装、プラズマエッチング、ブ
ラスト処理など公知の前処理方法を用いることができ
る。また、本出願人が提案したブラスト処理を用いる次
の前処理方法（特願平１１−１９１０５２号）を用いる
こともできる。すなわち、平均粒径が２０〜１００μｍ
のアルミナ粒子を圧力が２〜５ｋｇ／ｃｍ ²の空気で吹
き付けてブラスト処理した後、成形品に残留するアルミ
ナ粒子を超音波洗浄などで除去する方法である。

【００２２】（ｂ）第１層被膜の形成 前処理を施した成形品は、真空槽に入れ、真空成膜法に
より膜厚が０．５〜５μｍの銅薄膜を形成する。真空成
膜法は、一般的に行われているものであり、特に限定さ
れない。具体的には、真空蒸着法、イオンプレーティン
グ法などが挙げられる。イオンプレーティング法は、イ
オン化した金属を蒸着させて、密着性に特に優れた緻密
な被膜を得る方法として知られている。しかし、イオン
化しない金属を蒸着させる真空蒸着法でも密着性が十分
な被膜を得ることができる。イオンプレーティング法を
用いて成膜する場合にイオン化する方法は、アーク放
電、グロー放電、高周波放電、ホロカソード放電など公
知の方法のいずれでもよい。

【００２３】（ｃ）第２層被膜の形成 第２層被膜が所望の組成になるようにＳｎとＣｕとの混
合物や合金を蒸発材料としてハース内に入れ、真空成膜
法により膜厚が０．２〜５μｍのＳｎ−Ｃｕ合金薄膜を
形成する。Ｓｎ−Ｃｕ合金の蒸発材料を用いると、Ｓｎ
とＣｕとの混合物を用いるよりコスト高になるが、出発
原料が安価であるため、市販のＳｎ−Ａｇ材よりは安価
に製造できる。真空成膜法については、上記（ｂ）項
（第１層被膜の形成）で述べたのと同様である。

【００２４】

【実施例】［実施例１］ （１）前処理 縦１００ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＡＢＳテスト
ピースをエタノールで超音波洗浄し、電子ビーム方式の
イオンプレーティング装置に設置した後、真空度２×１
０^-5Ｔｏｒｒまで該装置内を排気した。その後、Ａｒガ
スを５×１０^-4Ｔｏｒｒまで導入し、ＲＦアンテナに１
ｋＷ出力し、ＲＦ放電中にＡＢＳテストピースを５分間
曝した。

【００２５】（２）第１層被膜の形成 引き続き、ペレット状の金属銅を電子ビームで溶解・蒸
発させ、１分間蒸着した。

【００２６】（３）第２層被膜の形成 次に、Ｓｎ１２０ｇ、Ｃｕ１２ｇをハース内に充填し、
溶解・蒸発させ、１０秒間蒸着した。

【００２７】（４）測定・評価 得られた被膜の、（ａ）膜厚（第１層被膜（Ｃｕ）およ
び第２層被膜（Ｓｎ−Ｃｕ））、（ｂ）Ｃｕ含有量（第
２層被膜（Ｓｎ−Ｃｕ））、（ｃ）密着性および（ｄ）
表面抵抗を測定し、（ｅ）耐食性を評価した。なお、耐
食性を評価した後にも、（ｃ）項と同様にして密着性を
測定した。また、各々の測定・評価方法は、次の（ａ）
〜（ｅ）の通りである。

【００２８】（ａ）膜厚は、蛍光Ｘ線を用いて測定し
た。

【００２９】（ｂ）Ｃｕ含有量は、ＥＰＭＡで測定し
た。

【００３０】（ｃ）密着性は、ＡＳＴＭ Ｄ ３３５９
−７８に規定されたクロスカット・テープテストにより
測定した。

【００３１】（ｄ）表面抵抗は、４端子法により測定し
た。

【００３２】（ｅ）耐食性は、ＪＩＳ Ｚ ５４０１に
準拠した耐塩水噴霧試験を２４時間行った後に、外観変
化の有無を観察して評価した。

【００３３】得られた測定・評価結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】［実施例２］ （１）前処理 縦１００ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＡＢＳ／ＰＣ
テストピースをエタノールで超音波洗浄し、電子ビーム
方式のイオンプレーティング装置に設置した後、真空度
２×１０^-5Ｔｏｒｒまで該装置内を排気した。その後、
Ａｒガスを５×１０^-4Ｔｏｒｒまで導入し、ＲＦアンテ
ナに１．０ｋＷ出力し、ＲＦ放電中にＡＢＳ／ＰＣテス
トピースを５分間曝した。

【００３６】（２）第１層被膜の形成 続いて、ＲＦアンテナに１．５ｋＷ出力しながら、ペレ
ット状の金属銅を電子ビームで溶解・蒸発させ、２分間
成膜した。

【００３７】（３）第２層被膜の形成 次に、ＲＦアンテナの出力を１．０ｋＷにして、Ｓｎ−
３重量％Ｃｕ合金を溶解・蒸発させ、３０秒間成膜し
た。

【００３８】（４）測定・評価 得られた被膜について実施例１と同様に測定・評価し
た。なお、耐食性は、試験時間を４８時間とした耐塩水
噴霧試験も行った。その結果は、次の（ａ）〜（ｄ）の
通りであった。

【００３９】（ａ）膜厚は、第１層被膜（Ｃｕ）が３．
１μｍ、第２層被膜（Ｓｎ−Ｃｕ）が１．２μｍであっ
た。

【００４０】（ｂ）Ｃｕ含有量（第２層被膜（Ｓｎ−Ｃ
ｕ））は、３．０重量％であった。

【００４１】（ｃ）密着性・表面抵抗の測定結果、およ
び耐食性（試験時間：２４時間）の評価結果は、実施例
１と同等であった。

【００４２】（ｄ）耐食性（試験時間：４８時間）は、
外観に著しい変化は見られず、密着性も十分であった。

【００４３】［比較例１］ （１）前処理および第１層被膜の形成 実施例１と同様に行った。

【００４４】（２）第２層被膜の形成 次に、Ｓｎをハース内に充填し、溶解・蒸発させ、蒸着
した。

【００４５】（３）測定・評価 実施例１と同様の方法により、得られた被膜の密着性を
測定し、耐食性を評価した。その結果は、次の（ａ）、
（ｂ）の通りであった。

【００４６】（ａ）密着性試験では、第１層被膜（Ｃ
ｕ）と第２層被膜（Ｓｎ）との界面で剥離が生じた。

【００４７】（ｂ）耐塩水噴霧試験では、外観に青錆が
見られた。

【００４８】

【発明の効果】本発明により、導電性・電磁波シールド
特性・密着性・耐食性に優れた被膜が形成された安価な
電磁波防止プラスチック材、および高い生産性で成膜す
る真空蒸着法などの真空工法を用いて該プラスチック材
を製造する方法を提供することができる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック成形品、該プラスチック成
   形品の表面に形成されている銅の第１層被膜、および該
   第１層被膜の表面に形成されているＳｎ−Ｃｕ合金の第
   ２層被膜を有する電磁波防止プラスチック材。
2. 【請求項２】 第１層被膜は、膜厚が０．５〜５μｍで
   ある請求項１に記載の電磁波防止プラスチック材。
3. 【請求項３】 第２層被膜は、Ｃｕ組成が１〜３０重量
   ％である請求項１に記載の電磁波防止プラスチック材。
4. 【請求項４】 第２層被膜は、膜厚が０．２〜５μｍで
   ある請求項１または３に記載の電磁波防止プラスチック
   材。
5. 【請求項５】 プラスチック成形品の表面を前処理する
   第１工程、前処理済みプラスチック成形品の表面に銅の
   第１層被膜を真空成膜法で形成する第２工程、および該
   第１層被膜の表面にＳｎ−Ｃｕ合金の第２層被膜を真空
   成膜法で形成する第３工程からなる電磁波防止プラスチ
   ック材の製造方法。
6. 【請求項６】 第２工程または第３工程の真空成膜法
   は、真空蒸着法またはイオンプレーティング法である請
   求項５に記載の電磁波防止プラスチック材の製造方法。
7. 【請求項７】 第１層被膜は、０．５〜５μｍの膜厚に
   形成する請求項５に記載の電磁波防止プラスチック材の
   製造方法。
8. 【請求項８】 第２層被膜は、Ｃｕを１〜３０重量％含
   むように形成する請求項５に記載の電磁波防止プラスチ
   ック材の製造方法。
9. 【請求項９】 第２層被膜は、０．２〜５μｍの膜厚に
   形成する請求項５または８に記載の電磁波防止プラスチ
   ック材の製造方法。